金屬材料的性能及在體育器材制造中的應(yīng)用
——評《金屬材料及成形工藝》

作者:宋金虎

ISBN:9787512146143

出版社:清華大學(xué)出版社 北京交通大學(xué)出版社

出版時間:2021-12

金屬材料在中國體育器材制造中的應(yīng)用十分廣泛,根據(jù)金屬性能及中國體育器材制造標(biāo)準,常見的體育器材金屬材料有鋁及其合金材料、鎂及其合金材料,以及鈦合金材料、銅合金材料等多種類型,這些金屬材料的性能、鑄造工藝相對較為穩(wěn)定,非常適合用于體育器材的制造。

由宋金虎主編,清華大學(xué)出版社、北京交通大學(xué)出版社出版的《金屬材料及成形工藝》一書,全面闡述金屬材料的性能、結(jié)構(gòu)及成形方法認知,為體育器材制造企業(yè)提供可靠的技術(shù)指導(dǎo)。該書分為九部分內(nèi)容。第一部分介紹了金屬材料力學(xué)性能的認知;第二部分闡述了金屬材料組織結(jié)構(gòu)的認知,包括晶體結(jié)構(gòu)的認知與鐵鈦合金狀態(tài)圖的應(yīng)用;第三部分闡述了鋼的熱處理技術(shù),對鋼的普通熱處理、表面熱處理及常見熱處理缺陷預(yù)防進行了說明;第四部分介紹了金屬材料的選擇,如工業(yè)用鋼選擇、鑄鐵選擇及粉末冶金選擇;第五部分為鑄造成形,主要介紹了鑄造成形方法、工藝設(shè)計;第六部分為金屬壓力加工,包括鍛造結(jié)構(gòu)與板料沖壓結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計;第七部分介紹了焊接成形的可選擇方法與材料,以及工藝設(shè)計;第八部分為切削加工;第九部分為機械零件的成形方法選擇。被廣泛應(yīng)用于體育器材制造的金屬材料主要有以下幾種。

第一,鋁及其合金材料。鋁是一種有色輕金屬,也是地殼中含量最豐富的金屬元素。鋁合金具有密度低、材質(zhì)輕、抗腐性強、耐磨性好等優(yōu)勢,因此被廣泛應(yīng)用于航空、汽車及船舶等工業(yè)制造領(lǐng)域,其在體育器材中的應(yīng)用也極為常見,如羽毛球拍、籃球架板、自行車、滑雪設(shè)備、登山器械等都可采用鋁及其合金材料制成。對中國體育器材制造行業(yè)的材料用量進行統(tǒng)計可發(fā)現(xiàn),鋁材在體育器材制造中的用量居于第二,且其用量仍在不斷增加。

第二,鎂及其合金材料。鎂是一種輕質(zhì)堿土金屬,在自然界含量較為豐富。鎂金屬密度較小,具有良好的延展性、導(dǎo)電導(dǎo)磁性,壓鑄工藝性能較強,便于加工,因此鎂及其合金材料常被用于制造輕金屬合金,在飛機、導(dǎo)彈及汽車等設(shè)備的生產(chǎn)制造。在體育器材制造中,鎂及其合金主要用于制作自行車架、杠鈴及橡膠球膽等器材,現(xiàn)今很多體育俱樂部所采用的器械便多為新型鎂基復(fù)合材料制作而成,不僅力學(xué)性能優(yōu)越,而且抗磨損性、抗腐蝕性較強,不會對人們的身體造成傷害。

第三,鈦及其合金。鈦是一種密度較輕、強度較高且耐腐蝕的金屬,可有效抵抗雨水的侵蝕,減小器械損傷,應(yīng)用范圍十分廣泛,包括輪船、飛機等器械的加工制造。現(xiàn)今很多體育器材制造廠商也將鈦及其合金材料應(yīng)用于體育器材制造,尤其是戶外體育器材,應(yīng)用鈦金屬及其合金材料能夠有效抵擋風(fēng)雨侵蝕,大大提高器材的使用壽命,故而鈦合金材料已成為現(xiàn)今體育器材制造領(lǐng)域的熱門。但目前中國鈦合金材料的制備工藝仍較為復(fù)雜,因此此類體育器材造價相對較高,仍需要相關(guān)技術(shù)人員深入研究,開發(fā)更加優(yōu)良的鈦合金材料處理工藝。

第四,鋼材料。鋼材料是一種硬度較高、韌性較好且具有良好耐腐蝕、耐磨性的金屬材料,其經(jīng)過工藝處理后力學(xué)性能更為優(yōu)異,可承受大力撞擊,常被應(yīng)用于戶外籃球架、戶外健身器材等設(shè)備,可保障體育器材的長久使用性,為人們的健身運動提供便利。

此外,鐵、銅等金屬材料也可被廣泛應(yīng)用于體育器材的制造。經(jīng)過焊接、涂漆及電鍍等處理工藝后,這些金屬及其合金材料的物理性能與化學(xué)性能均得以提高,更加適應(yīng)人們不同強度的運動。顯然,利用金屬材料制造的體育器材,其良好性能為人們的運動鍛煉提供了有力支持,極大推動了全民體育事業(yè)的發(fā)展。